การสังเคราะห์อนุภาคระดับนาโนเมตรของซิงก์ออกไซด์โดยใช้กากฝุ่นสังกะสีจากกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการสังเคราะห์ซิงก์ออกไซด์ที่มีอนุภาคขนาดนาโนโดยใช้กากฝุ่นสังกะสีจากกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเป็นสารตั้งต้น ด้วยวิธีตกตะกอน โดยศึกษาภาวะในการเตรียม เช่น ความเข้มข้นของสารละลายที่ใช้ตกตะกอน ค่าความเป็นกรดด่างของสารละลาย (พีเอช) อุณหภูมิการเผาแคลไซน์ และสารช่วยกระจายอนุภาค ต่อสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางโฟโตคะตะลิสต์ของผงซิงก์ออกไซด์ที่เตรียมได้ พบว่าความเข้มข้นของสารละลาย ค่าพีเอชที่ใช้ตกตะกอน และอุณหภูมิการเผาแคลไซน์เป็นตัวแปรที่สำคัญต่อความเป็นผลึก ขนาดผลึก พื้นที่ผิวจำเพาะ ซึ่งส่งผลต่อสมบัติทางโฟโตคะตะลิสต์ โดยที่ภาวะการเตรียมที่พีเอช 13 ความเข้มข้นของสารละลายที่ใช้ตกตะกอน 8 โมลาร์ และเผาแคลไซน์ที่ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ให้ซิงก์ออกไซด์บริสุทธิ์ที่มีอนุภาคขนาด 69 นาโนเมตร พื้นที่ผิวจำเพาะ 14.648 ตารางเมตร/กรัม ซึ่งแสดงสมบัติทางโฟโตคะตะลิสต์ในการย่อยสลาย เมทิลีนบลูที่สูงกว่าสารที่เตรียมได้ที่ภาวะอื่น และเมื่อนำไปศึกษาผลของสารช่วยกระจายอนุภาคโดยเติมเอชพีซี ในปริมาณที่เหมาะสมคือ 0.05 กรัม ต่อสารละลาย 60 มิลลิลิตร จะได้อนุภาคซิงก์ออกไซด์ที่มีการกระจายตัวที่ดี ซึ่งแสดงสมบัติทางโฟโตคะตะลิสต์ในการย่อยสลายเมทิลีนบลูสูงกว่าอนุภาคซิงก์ออกไซด์ที่ไม่มีการเติมเอชพีซี แต่การเติมสารพีวีพีทำให้ ซิงก์ออกไซด์ที่ได้มีสมบัติทางโฟโตคะตะลิสต์ต่ำลง จากการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า อนุภาคที่จะแสดงสมบัติทางโฟโตคะตะลิสต์ที่ดีนั้น ต้องประกอบด้วยปัจจัยสำคัญร่วมกัน ได้แก่ ความเป็นผลึก ขนาดอนุภาค ความบริสุทธิ์ พื้นที่ผิว ซึ่งสามารถควบคุมสมบัติเหล่านี้ได้ด้วยการปรับภาวะต่างๆ ในการเตรียม